[디지털비즈온 이호선 기자] 중국 클라우드 기업 바이두(Baidu)가 첫 양자 컴퓨터를 출시했으며, 일본 후지쯔(Fujitsu)는 내년에 자체 양자 하드웨어 상용화를 목표로 하고 있다고 외신들이 전했다.

바이두는 10 큐비트 양자 컴퓨터를 베이징에서 열린 ‘콴텀 크리에이트(Quantum Create 2022) 컨퍼런스’에서 공개하였으며, 바이두의 하드웨어, 소프트웨어 스택(Liang Xi) 및 여러 "실제 양자 응용 프로그램"을 결합한다고 신화통신이 지난 8월 26일 밝혔다.

바이두는 상업적으로 이용 가능한 다른 양자 컴퓨터가 현재 최대 7큐비트의 성능만 제공한다. 양자 컴퓨터의 이름은 ‘콴시(Qian Shi)로 새로운 기술의 시작이라는 의미를 부여했다.

양자컴퓨터는 슈퍼컴퓨터보다 훨씬 빠른 속도로 계산이 가능하며, 구글 자료에서는 1만년이 걸리는 계산문제를 불과 3분 20초만에 풀었으며, AI기술이나 자율주행 등의 분야 에서 혁명을 가져온다고 전문가 들은 예측했다.

양자기술은 제3자에 의한 해독이 불가능하게 되어 군사 분야로의 전용으로사용될 가능성이 높다. 2016년 중국은 세계 최초의 양자 암호통신을 실험하기 위한 위성 ‘묵자’를 발사했고, 2년 후에는 중국과 오스트리아 간 장거리 통신에 성공했다고 발표했다.

바이두는 검색 엔진으로 가장 잘 알려져 있지만 양자 컴퓨터가 인공 지능, 계산 생물학, 재료 시뮬레이션 및 금융 기술의 급속한 발전에 도움이 될 수 있다고 내다봤다. 이미 존재하는 응용 프로그램에는 새로운 리튬 배터리 개발 및 단백질 접힘 시뮬레이션을 위한 양자 알고리즘도 포함되었다.

바이두는 미래에 개인이나 기업이 누구나 자유롭게 이 컴퓨터를 사용하여 금융, 의료, 운송 등의 분야에서 활용될 것을 목표로 하고 있다고 웹사이트에서 전했다. 세계를 바꾼다고도 하는 양자 컴퓨터. 구글이나 IBM , 화웨이 등 많은 기업이 개발에 참가하고 있어 격렬한 개발 경쟁이 펼쳐질 전망이다.

한편 일본의 후지쯔는 2023년 64큐비트 머신 판매를 시작하고, 2027년 3월 이후에는 1000큐비트 머신을 개발 예정이다. 구글은 이미 53큐비트 양자 컴퓨터를 연구실에 보유하고 있으며, IBM은 2021년 127큐비트 머신을 시연했다. IBM은 2025년까지 4,000개 이상의 큐비트 를 달성하는 것을 목표로 하고 있다. 바이두는 현재 36큐비트 양자 칩을 개발하고 있다.

◇양자 컴퓨터 개발하기 어려운 이유 ?

양자 컴퓨터에 대한 이론은 꽤 견고하지만 양자 컴퓨터를 구축하려는 시도는 결코 쉬운 일이 아니라고 외신들은 전했다. 지금까지 연구자들이 직면한 가장 큰 과제 중 하나는 극저온을 유지해야 된다.

온도는 입자의 진동 에너지에 불과하며, 양자 상태의 입자는 외부 에너지원에 취약하다. 절대 영도에 가까운 온도에서 입자는 거의 움직이지 않으며 이는 입자의 양자 상태를 유지하는 데 이상적으로 알려져 있다.

-150ºC까지 냉각 장치는 액화 가스(예: 헬륨 및 질소)를 사용하여 쉽게 수행할 수 있지만 절대 영도는 -273ºC에 더 가까워야 한다. 몇 도 이내의 온도를 달성하려면 복잡한 펌프, 저온 유지 장치 및 대기업 조차 손이 닿지 않는 막대한 자금이 소요된다고 한다.

양자 컴퓨터가 직면한 또 다른 과제는 그러한 시스템을 실용적으로 만들기에 충분한 큐비트를 통합해야 더 좋은 성능을 발휘할수 있다. 연구원들은 이미 여러 큐비트가 함께 작동하는 것을 시연했지만 실용적인 컴퓨터에는 수천 개의 큐비트가 필요하다.

먼 거리에 걸쳐 얽힌 상태를 유지하면서 수천 개의 큐비트를 함께 연결하려고 하면 양자 상태가 손실되고 이는 대규모 양자 계산을 수행하는 능력을 방해하는 어려움이 있다.